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涡流原理(卡门涡流原理)

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涡流的原理是什么

涡流是指大块导体放在时变磁场中时,导体中会激起感生电场,导体中电子在感生电场的驱动下就会形成电流,由于这种电流是闭合电流,因此叫涡电流.

单从涡流部分要提高炼铁效率的话,当然是要提高涡电流的强度,使发热量增加.

涡流原理

涡流原理指当大块导体放在时变磁场中时,导体中会激起感生电场,导体中电子在感生电场的驱动下就会形成电流,由于这种电流是闭合电流,因此叫涡电流即涡流。

涡流效应

法拉第电磁感应定律,当块状导体置于交变磁场或在固定磁场中运动时,导体内产生感应电流,此电流在导体内闭合,这种现象称为涡流效应。

中文名 :涡流效应

外文名:eddying effect

名    称:涡流效应

类    别:物理学名词

民用应用:电磁炉

工业应用;涡流探测等,感应加热

所属学科:电磁学

效    果:通过涡流产生热量

概述

如图所示,在一根导体外面绕上线圈,并让线圈通入交变电流,那么线圈就产生交变磁场。由于线圈中间的导体在圆周方向是可以等效成一圈圈的闭合电路,闭合电路中的磁通量在不断发生改变,所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流,电流的方向沿导体的圆周方向转圈,就像一圈圈的漩涡,所以这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。

导体的外周长越长,交变磁场的频率越高,涡流就越大。

应用

电磁炉

电磁炉采用了磁场感应涡流加热原理,它利用交变电流通过线圈产生交变磁场,当磁场内的磁感线传到含铁质锅的底部时,即会产生无数强大的小涡流,使锅本身自行迅速发热,然后再加热锅内的食物。

涡流效应感应加热

利用足够大的电力在导体中产生很大的涡流,导体中电流可以发热,使金属受热甚至熔化。所以制造了感应炉,用来冶炼金属。在感应炉中,有产生高频电流的大功率电源和产生交变磁场的线圈,线圈的中间放置一个耐火材料(例如陶瓷)制成的坩埚,用来放有待熔化的金属。涡流感应加热的应用很广泛,如用高频感应炉冶炼金属,用高频塑料热压机过塑,以及把涡流热疗系统用于治疗,金属材料学中常用于感应淬火、感应退火等方法来提高工件的表面硬度与耐磨性。

感应加热的优点:

1.非接触式加热,热源和受热物件可以不直接接触

2.加热效率高,速度快,可以减少表面氧化现象

3.容易控制温度,提高加工精度

4.可实现局部加热

5.可实现自动化控制

6.可减少占地、热辐射、噪声和灰尘钢盘在蹄型磁铁的磁场中转动,会在钢盘中激起涡流,涡流在与磁场相互作用产生一个动态阻尼力,从而提供制动动力矩。这种制动方式常应用于电表的阻尼制动、高速机车制动的涡流闸等.

涡流效应涡流探测

涡流金属探测器有一个流过一定频率交变电流的探测线圈,该线圈产生的交变磁场在金属物中激起涡流,隐蔽金属物的等效电阻、电感也会反射到探测线圈中,改变通过探测线圈电流的大小和相位,从而探知金属物。涡流金属探测器可用于探测行李包中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜厚度等。

当然,在生产和生活中,有时也要避免涡流效应。如电机、变压器的铁芯在工作时会产生涡流,增加能耗,并导致变压器发热。要减少涡流,可采用的方法是把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯,削弱回路电阻,减少发热损失。

涡流的原理是什么?

涡流是由于一个移动的磁场与金属导体相交,或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。简而言之,就是电磁感应效应所造成。这个动作产生了一个在导体内循环的电流。

磁场变化越快,感应电动势就越大,涡流就越强;涡流能使导体发热。在磁场发生变化的装置中,往往把导体分成一组相互绝缘的薄片或一束细条,以降低涡流强度,从而减少能量的损耗;但在需要产生高温时,又可以利用涡流取得热量,如高频电炉原理。

扩展资料:

损耗:

1、傅科电流:

导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致的能量损耗。涡流是上述情况下导体内的感生的电流。这种电流在导体中形成一圈圈闭合的电流线,称为涡流(又称傅科电流)。

2、产生涡流:

置于随时间变化的磁场中的导体内,也会产生涡流,如变压器的铁心,其中有随时间变化的磁通,它在副边产生感应电动势,同时也在铁心中产生感应电动势,从而产生涡流。这些涡流使铁心发热,消耗电能,这是不希望有的。但在感应加热装置中,利用涡流可对金属工件进行热处理。

3、涡流抑制:

大块的导体在磁场中运动或处在变化的磁场中,都要产生感应电动势,形成涡流,引起较大的涡流损耗。为减少涡流损耗,常将铁心用许多铁磁导体薄片(例如硅钢片)叠成,这些薄片被分开呈梯形状,表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。

磁场穿过薄片的狭窄截面时,涡流被限制在沿各片中的一些狭小回路流过,这些回路中的净电动势较小,回路的长度较大,再由于这种薄片材料的电阻率大,这样就可以显著地减小涡流损耗。所以,交流电机、电器中广泛采用叠片铁心。

当然,在生产和生活中,有时也要避免涡流效应。如电机、变压器的铁芯在工作时会产生涡流,增加能耗,并导致变压器发热。要减少涡流,可采用的方法是把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯,增大回路电阻,削弱回路电流,减少发热损失。

涡流原理是什么呢?

涡流是由于一个移动的磁场与金属导体相交,或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。简而言之,就是电磁感应效应所造成。这个动作产生了一个在导体内循环的电流。

注意事项:

当线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,附近的另一个线圈中会产生感应电流。实际上这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流。

如果用图表示这样的感应电流,看起来就像水中的旋涡,所以我们把它叫做涡电流引。

涡流可以应用在,无损检测与监看多种金属制品的结构,如飞机机身与零件的表面及近表面的检测等。

在划桨的时候,带起水面的局部漩涡,也是一种类似涡流的情形。

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